一種手持式局部放電檢測裝置的研究

引言

局部放電是一種脈沖放電,它會在電力設(shè)備內(nèi)部和周圍空間產(chǎn)生一系列的光、聲、電氣和機械振動等物理現(xiàn)象和化學(xué)變化。高壓設(shè)備絕緣故障常伴隨局部放電的發(fā)生,因此局放檢測成為判斷設(shè)備絕緣狀況的重要手段。通過對局放信號的檢測和分析,能判斷高壓電氣設(shè)備內(nèi)部是否存在絕緣隱患,防止?jié)撛谑鹿实倪M一步擴大。傳統(tǒng)的檢測設(shè)備一般只能實現(xiàn)某一類電力設(shè)備的局放檢測,檢測人員針對不同的檢測任務(wù)需攜帶多種檢測設(shè)備,浪費了大量人力、物力、財力。

本文針對上述問題,提出一種手持式局部放電檢測裝置,可針對多種電氣設(shè)備進行帶電檢測及在線監(jiān)測,避免檢測人員忘帶、漏帶檢測設(shè)備,省去現(xiàn)場更換儀器的時間,降低檢測成本,提升檢測效率。

1局部放電檢測裝置的整體介紹

手持式局部放電檢測裝置由檢測主機、特高頻信號調(diào)理單元、高頻電流信號調(diào)理單元及無線同步發(fā)射模塊組成。檢測主機為雙檢測通道,分別用來處理暫態(tài)地電壓及超聲局放信號。實際測量中,根據(jù)需要選擇性地將TEV傳感器和超聲傳感器通過同軸電纜連接至檢測主機的對應(yīng)通道,特高頻傳感器和高頻電流傳感器通過電纜連接到特高頻信號調(diào)理單元及高頻電流信號調(diào)理單元。其中,檢測主機只對暫態(tài)地電壓及超聲局放信號進行處理,特高頻及高頻電流信號則由相應(yīng)的調(diào)理單元單獨處理后通過wiFi傳給檢測主機,由檢測主機根據(jù)客戶需要實現(xiàn)每種局放檢測方法下測量數(shù)據(jù)的顯示及保存。

手持式局部放電檢測裝置的工作原理如圖1所示。

圖1手持式局部放電檢測裝置的工作原理圖

檢測主機的同步方式分為內(nèi)同步及外同步,前者為系統(tǒng)軟件產(chǎn)生的一個定時觸發(fā)信號,與實際電壓信號存在相位及頻率誤差,僅在測量現(xiàn)場不易找到試驗電源的情況下使用:后者為通過無線同步發(fā)射模塊從試驗電源獲取的與試驗電壓同相頻信息的正弦電壓信號,準(zhǔn)確可靠。選擇外同步觸發(fā)時,將無線同步發(fā)射模塊連接至試驗電源,其與檢測主機內(nèi)的無線同步接收模塊配合實現(xiàn)系統(tǒng)同步。

2局部放電檢測裝置的具體架構(gòu)

局部放電檢測裝置的具體架構(gòu)如圖2所示。

如圖2所示,檢測主機可同時處理TEV信號與超聲信號,帶有獨立的信號調(diào)理電路和獨立的高速A/D轉(zhuǎn)換電路以及中央處理器、電池管理模塊、無線同步接收模塊、wiFi模塊、液晶顯示屏、薄膜按鍵等,各部分之間為電連接。其中,信號調(diào)理電路接收TEV與超聲波兩路信號,經(jīng)放大、濾波、檢波處理后輸出至A/D轉(zhuǎn)換電路,A/D轉(zhuǎn)換電路的信號輸出端連接至中央處理器的信號輸入端。中央處理器的信號輸入端同時與無線同步接收模塊、薄膜按鍵以及wiFi模塊的信號輸出端相連,分別用于獲取與所加電壓同步的正弦電壓信號,用戶的操作指令及兩路信號調(diào)理單元的輸出信號:中央處理器的信號輸出端與液晶顯示屏相連,將檢測數(shù)據(jù)顯示給用戶。電池管理模塊為各部分提供合適的電壓,具備電池低電量預(yù)警及電池充電管理功能。

兩個信號調(diào)理單元分別接收特高頻電磁波和高頻脈沖電流信號,通過各自的信號調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路,再通過wiFi將A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字信號傳給檢測主機的中央處理器,全程由電池管理模塊供電。

檢測主機還包括耳機、網(wǎng)口及外部存儲設(shè)備連接口,可分別實現(xiàn)根據(jù)聲音分辨放電強度、局放在線監(jiān)測及數(shù)據(jù)的導(dǎo)出。

3結(jié)語

文章中的手持式局部放電檢測裝置基于TEV、超聲波、特高頻及高頻電流檢測方法進行高壓設(shè)備局部放電檢測,裝置輕巧、攜帶方便、操作簡單,且所有的檢測對高壓設(shè)備的運行均不產(chǎn)生任何影響,適用于GIs、開關(guān)柜、變壓器及電力電纜等多種電氣設(shè)備的局放檢測。